Сталь для зварювального дроту

Изобретение относится к составам сталей, содержащих кремний, хром, никель, медь, молибден, вольфрам, кобальт, а также марганец более 1.5% по массе и предназначенных для производства сварочной проволоки, используемой для дуговой автоматической сварки под флюсом. Известна сталь для сварочной проволоки [1], используемой при дуговой автоматической сварке под флюсом, следующего химического состава, в % % по массе: Сварной шов, формируемый при сварке проволокой из данного состава стали под флюсом, не в полной мере обеспечивает требуемую живучесть сварной конструкции. Об этом говорит малая критическая величина раскрытия трещины в металле сварного шва при испытании образцов с острым над резом и инициированной в его основании усталостной трещиной. Наиболее близким аналогом по технической сущности, составу и достигаемому результату к заявляемой является сталь [2], содержащая следующие химические элементы, в % % по массе: углерод - 0.08-0,17 кремний - 0,20-0,60 При использовании сварочной проволоки из данной марки стали при автоматической сварке под флюсом наблюдается образование большого количества микро-фаз типа МА (мартенсит + аустенит) в области субкритических температур, что является причиной снижения критической величины раскрытия вершины хрупкой трещины в сварном шве, являющейся показателем живучести сварной конструкции. Поэтому задачей настоящего изобретения является разработка состава стали для сварочной проволоки, использование которой в процессе автоматической сварки под флюсом обеспечивает многократное уменьшение количества микрофаз типа МА в области субкритических температур в период охлаждения сварочной ванны, что ведет к увеличению критической величины трещины в сварном шве и, следовательно, к повышению живучести сварной конструкции. Согласно изобретению поставленная задача решается тем, что в сталь для сварочной проволоки, содержащую железо, углерод, марганец, кремний, хром, никель, медь, молибден и кобальт, дополнительно введен вольфрам при следующем соотношении компонентов, в % % по массе: В результате ввода вольфрама в сталь приведенного состава в металле шва образуются предвыделения карбидного типа, благодаря чему ускоряется распад остаточного аустенита за счет наследования им областей предвыделений. Уменьшается количество микрофаз типа МА (мартенсит + аустенит), увеличивается критическая величина раскрытия вершины трещины в сварном шве при испытании образцов с острым надрезом и хрупкой трещиной. Пределы содержания в стали углерода, марганца и кремния отработаны исходя из того, чтобы существенно уменьшить кремнемарганцевосстановительные процессы в сварочной ванне, свести к минимуму количество неметаллических включений и получить оптимальную структуру игольчатого феррита в металле шва. Содержание в стали никеля и молибдена в указанных границах обусловлено тем, что их наличие соответственно ниже 0,30% каждого в присутствии вольфрама и кобальта не обеспечивает требуемого уровня ударной вязкости при отрицательных температурах, а если их содержание превышает 1,50% каждого, заметно возрастает склонность металла шва к образованию трещин. При содержании хрома и меди менее 0,01% каждого их влияние на свойства металла шва не проявляется, а если они присутствуют в стали в количестве, не превышающем указанные верхние пределы, повышается стойкость сварного шва против коррозии за счет снижения интенсивности электрохимических процессов окисления поверхности металла. Это легирование оказывает влияние и на повышение хладостойкости сварного шва в связи с увеличением вязкости феррита. При этом коррозионная стойкость и хладостойкость сварного шва заметно усиливается при одновременном присутствии в сварочной проволоке в выбранных пределах хрома и никеля, поскольку они способствуют повышению растворимости меди в твердом растворе и препятствуют ее выделению в виде свободно структурной эпсилон-фазы. Кобальт, при содержании его в стали менее 0,001% не оказывает влияния на структуру и свойства сварного шва. В количестве до 0,10% его наличие в сварочной проволоке обеспечивает сварному шву улучшенные пластические, вязкостные свойства и некоторое повышение предела текучести. Выплавка предложенного состава стали для сварочной проволоки не вносит каких-либо изменений в общеизвестные технологии производства низколегированных марок стали. В промышленных условиях металлургического комбината "Криворожсталь" были выплавлены опытные партии сталей по аналогу [1], прототипу [2] и предложенного состава по среднему значению содержания каждого ингредиента, кроме вольфрама, который присутствовал в пяти различных количествах только в стали заявляемого состава. Результаты исследования металла сварного шва после проведения автоматической сварки под флюсом, выполненной с использованием проволоки из стали предлагаемого состава, приведены в таблице. Сварной шов после сварки труб из стали 09Г2ФБ испытывали по методике КРТ при температуре -60°С. Результаты исследования подтвердили решение поставленной в изобретении задачи, что обеспечивает в итоге повышение живучести сварных конструкций.